DE2826166C2 - Vorrichtung für photometrische Messungen - Google Patents

Description

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Lichtquelle (4) und Detektor(en) (5) von Gehäusen (6, 7) umschlossen sind, deren Umschließungswände zylindrisch sind, daß mindestens Teile der Umschließungswände als Fenster (8,9) ausgebildet sind und daß die Wischeinrichtungen (14, 15) die Gehäuse (6, 7) auf dem ganzen Kreisumfang umschließen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (1) Kalibrierungszwischenräume (18, 18a, 186) vorgesehen sind, die die Lichtquelle (4) und den/die Detektor(en) (5) in der Ruhestellung verbinden und daß die Wischeinrichtungen (14,15,15a, i5b) so ausgebildet sind, daß sie dabei als Dichtungen nach außen wirken.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Dichtungen (16, 17) vorgesehen sind, die die Kalibrierungszwischenräume (18, 18a, 18Zj) auf der den Wischeinrichtungen (14,15,15a, 15£>) entgegengesetzten Seite abdichten.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelleneinheit (2) und der/die Detektoreinheit(en) (3, 3a, 3b) durch einen gemeinsamen Träger (11, 12; 25) verbunden sind und daß der Träger (U, 12; 25) mit dem Antrieb (13; 26-29) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb einen umkehrbaren Motor mit Schraubspindel (13) umfaßt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb ein Kurbeiantrieb (26-29) ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und insbesondere für solche von Trübe-Meßgeräte.

65 Ständig der Probe ausgesetzte Abtastköpfe von Trübe-Meßgeräten unterliegen der Verschmutzung, was sich bei den lichtdurchlässigen Wandungen oder Fenstern, die der Lichtquelle oder dem Detektor zugeordnet sind, durch einen lichtschwachenden Niederschlag bemerkbar macht, worunter die Genauigkeit der Trübe-Messung leidet.

Bei bekannten Abtastköpfen (DE-GM 17 18 769) werden deshalb die flach ausgebildeten Fenster periodisch mit Hilfe von hin- und hergehenden Wischeinrichtungen gereinigt Nachteilig daran ist der Umstand, daß die Fenster immer der trüben Flüssigkeit ausgesetzt sind, so daß die Gefahr bleibender Verschmutzung besteht

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für photometrische Messungen zu schaffen, bei der die Fenster nur dann der Probe ausgesetzt werden, wenn gemessen wird.

Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der Maßnahmen des Hauptanspruches gelöst und durch die weiteren Merkmale der Unteransprüche ausgestaltet und weiterentwickelt.

Im einzelnen ist ein fotoelektrischer Abtastkopf mit einer Lichtquelle und mit mindestens einem Detektor vorgesehen, die Seite an Seite in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, wobei entsprechende Umschließungswände für die Lichtquelle und den Detektor jeweils mit lichtdurchlässigen Wandteilen als Fenster versehen sind und Wischeinrichtungen einen Wischkontakt mit den Fenstern herstellen; ferner erzeugt der Antrieb zu Reinigungszwecken eine lineare Relativbewegung zwischen den Wischeinrichtungen und den Fenstern. Als Besonderheit sind die Umschließungswände der Lichtquelle und des Detektors im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und die Wischeinrichtungen bestehen aus Dichtungsringen, die innerhalb des stationären Gehäuses angeordnet sind und in Kontakt zu den jeweiligen zylindrischen Wandungen stehen.

Durch Verschiebung der Umschließungswände relativ zu dem stationären Gehäuse können die Fenster jedesmal reingewischt werden, wenn der Abtastkopf verfahren wird.

Die Umschließungswände sind somit zwischen einer zurückgezogenen Ruhestellung innerhalb des Gehäuses und einer ausgefahrenen Meßstellung außerhalb des Gehäuses verfahrbar, in welcher der oder die Detektoren von der Lichtquelle über einen Probenraum getrennt ist, der von dem Licht der Lichtquelle beim Betrieb des Abtastkopfes durchsetzt wird.

Wenn die Flüssigkeitstrübe gemessen wird, befindet sich die zu messende Flüssigkeit in dem Probenraum oder fließt durch diesen, wenn die Gehäuse von Lichtquelle und Detektor ihre ausgefahrene Meßstellung einnehmen.

In dem Abtastkopf kann Vorsorge für eine regelmäßige Kalibrierung bzw. Eichung des oder der Detektoren gesorgt werden. In diesem Sinne können in der Ruhestellung der oder die Detektoren von der Lichtquelle über einen Kalibrier-Zwischenraum innerhalb des Gehäuses getrennt sein, wobei der oder die Kalibrier-Zwischenräume gegenüber der Probe über die Wischeinrichtungen abgedichtet sind. Das Gehäuse kann zusätzlich mit Abdichtungen versehen sein, weiche an den Umschließungswänden innerhalb des Gehäuses jenseits des oder der Kalibrier-Zwischenräume, gesehen von den Wischeinrichtungen, liegen.

Mehrere Umschließungswände können mechanisch miteinander verbunden sein, um gemeinsam von dem

Antrieb verschoben zu werden. Hierzu weist der Antrieb einen Träger für die Umschließungswände auf, der von einem reversierbaren Motor verschiebbar ist. Beispielsweise kann eine durch Motor angetriebene Schraubspindel sich axial durch das Gehäuse erstrecken und in eine Mutter eingreifen, die mit den Umschließungswänden verbunden ist, so daß die Drehung der Schraube zu einer axialen Verschiebung der Umschließungswände zu dem Gehäuse führt.

Der Abtastkopf kann mit mehr als einem Detektor versehen sein bei dem zwei oder mehr Proberäume vorgesehen sind. Die Trübemessung beruht entweder auf Vergleichsmessung der Lichtdurchlässigkeit oder der Lichtzerstreuung. Die Lichtquelle wird entsprechend des Ausmaßes der Trübe der zu messenden Flüssigkeit unter bekannten Typen ausgewählt, beispielsweise kann die Lichtquelle aus einer Blitzlichtröhre zur Abgabe von ultraviolettem Licht oder einer Wolfram-Lampe zur Abgabe von weißem Licht bestehen.

Die Erfindung ist in ihrer praktischen Anwendung nicht auf fotoelektrische Abtastköpfe beschränkt, sondern in der allgemeinen Anwendung auf andere Arten von Abtastköpfen anwendbar, deren Oberfläche sauber gehalten und frei von Kontaminationen oder Verschmutzungen sein müssen, wenn in Flüssigkeit eingetaucht. Beispielsweise Thermometer, Leitfähigkeitsmesser, pH-Meter und Meßeinrichtungen für gelösten Sauerstoff in Verbindung mit Verschmutzungsüberwachungsinstrumenten können jeweils Abtastoberflächen aufweisen, die in Flüssigkeit bei Anwendung eines Ablastkopfes eingetaucht sind. Die Erfindung hat damit zu tun, einen solchen Abtastkopf selbstreinigend auszugestalten, so daß die Reinigung des Abtastkopfes automatisch vor sich gehen kann.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt

F i g. 1 einen axialen Längsschnitt durch einen Abtastkopf nach der ersten Ausführungsform mit einer einzelnen Lichtquelle und einem einzelnen Detektor;

F i g. 2 eine Ansicht von oben auf den Abtastkopf der

F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie IH-III in F i g. 1; F i g. A eine Ansicht von unten auf den Abtastkopf;

F i g. 5 ein typisches Anwendungsbeispiel für den Abtastkopf der in F i g. 1 bis 4 gezeigten Art und

F i g. 6 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Abtastkopfcs gemäß Erfindung.

Der dargestellte Abtastkopf weist ein rohrförmiges Gehäuse 1 aus Messing, eine Lichtquellenbaueinheit 2 und daneben eine Detektorbaueinheit 3 auf. Im dargestelten Ausführungsbeispiel enthält die Lichtquellenbaueinheit 2 eine einzelne Lichtquelle 4 als eine Wolframdraht aufweisende Lampe. Die Detektorbaueinheit 3 beherbergt einen einzelnen Detektor 5.

Am unteren Ende des Gehäuses 1 sind zwei kreisförmige Bohrungen vorgesehen, in welchen die Gehäuse 6, 7 der Baueinheiten 2, 3 geführt sind. Die zylindrischen Umschließungswände aus Messing umschließen die Lichtquelle 4 bzw. den Detektor 5, weisen jedoch Fenster 8, 9 auf, die druckdicht mit jeweiligen Objektiven verschlossen sind, welche eine kreisförmige Lichtdurchtrittsöffnung besitzen und deren äußere Oberfläche eine zylindrische Krümmung entsprechend der Wandkrümmung der Gehäuse 6, 7 hat, so daß eine glatte Oberfläche beibehalten wird. Zwischen den Fenstern 8, 9 liegt ein spaltförmiger Proberaum 10. Das Licnt der Lichtauelle 4 wird durch das Objektiv des Fensters 8 gebündelt, durchdringt den Proberaum 10 und das Objektiv des Fensters 9 fokusiert das Lichtstrahlenbündel auf die Oberfläche des Detektors 5.

Es ist auch möglich. Gehäuse 6, 7 aus feuerfestem Glas oder einem anderen lichtdurchlässigen Material zu verwenden und entweder auf Objektive zu verzichten oder soiche innerhalb der Umschließungswände anzubringen.

Die Gehäuse 6, 7 sind innerhalb des Gehäuses 1 mittels einer Platte 11 miteinander verbunden, die mittig mit einer Mutter 12 versehen ist, die mit einer Schraubspindel 13 zusammenwirkt, welche sich axial durch das Gehäuse 1 erstreckt. Die Schraubspindel 13 kann durch einen nicht dargestellten reversierbaren Elektromotor in beiden Richtungen direkt oder unter Zwischenschaltung eines geeigneten Getriebes angetrieben werden. Durch Drehen der Schraubspindel 13 können die beiden Gehäuse 6, 7 mit ihren Einbauten gemeinsam in Achsrichtung des Gehäuses 1 zwischen der dargestellten Meßstellung (F i g. 1 und 3) und einer Ruhestellung verschoben werden, die in F i g. 1 durch eine strichpunktierte Darstellung der Platte 11 bzw. der Mutter 12 angedeutet ist. In der Ruhestellung verschwinden die Lichtquelle 4 und der Detektor 5 innerhalb des Gehäuses 1.

Die Bohrungen im Gehäuse 1 zur Aufnahme der Gehäuse 6, 7 weisen umlaufende Nuten auf, in welchen Schnurdichtringe als Abstreif- oder Wischeinrichtungen 14,15 eingelegt sind. Wenn die Gehäuse 6, 7 rückgezogen werden, streichen die Wischeinrichtungen 14,15 an deren Oberfläche entlang und wischen sie sauber. Gleichzeitig dienen die Wischeinrichtungen zur Abdichtung gegen eindringende Flüssigkeit.

Innerhalb des Gehäuses 1 im bestimmten Abstand vom unteren Ende sind zweite Abdichtstellen vorgesehen, die ebenfalls aus jeweiligen Abdichtringen 16, 17 bestehen, welche in entsprechende Ringnuten in der Gehäusewandung 1 untergebracht sind.

In der Ruhestellung der beiden Einbauten 4, 5 befinden sich die beider Fenster 8, 9 auf der Höhe eines Zwischenraums 18 zwischen den Wischeinrichtungen 14,15 einerseits und den Dichtringen 16,17 andererseits. Der Zwischenraum 18 kann deshalb zur Kalibrierung bzw. Eichung verwendet werden, a die beiden Wischeinrichtungen 14,15 die Oberflächen der Gehäuse 6, 7 und damit auch der Fenster 8, 9 unmittelbar zuvor sauber gewischt haben. Der Kalibrations- oder Eich-Zwischenraum 18 kann eine Bezugsflüssigkeit oder ein Filter vorbestimmter Dichte enthalten, so daß eine genaue und zuverlässige Eichung bzw. Neueinstellung des Detektors 5 vorgenommen werden kann, wenn die beiden Einbauten 4,5 zurückgezogen worden sind. Wie sich aus F i g. 3 ergibt, ist der Zwischenraum 18 zylinderförmig

und zur Überdeckung der Fenster ausgebildet.

Das rohrförmige Gehäuse 1 ist äußerlich ein wenig »plattgedrückt«, d. h., die Breiten-Abmessung in der Ebene mit den beiden Achsen der Gehäuse 5, 7 ist größer als die Abmessung senkrecht dazu, wie sich auch aus den F i g. 2 und 4 ergibt. Der Abtastkopf hat auf diese Weise eine schlanke Gestalt. Am oberen Ende weist der Abtastkopf einen kreisförmigen Flansch 19 auf, so daß er unter Zwischenlage eines Dicntringes 20 an einen rohrförmigen, einen Flansch aufweisenden Träger 21 befestigt werden kann, dessen unteres Ende in F i g. 1 und 3 angedeutet ist.

Die Gehäuse 6, 7 weisen an ihrem unteren Ende Schraubkappen 6', T auf, die ein halbkugelförmiges Äußeres besitzen und in abdichtender Weise eingeschraubt sind. Nach Entfernen dieser Kappen 6', T ist die Licht-

quelle 4 bzw. der Detektor 5 für Wartung oder Ersatz zugänglich.

F i g. 5 zeigt einen typischen praktischen Aufbau zur Messung der Trübe unter Verwendung eines Abtastkopfes gemäß Erfindung. Das Gehäuse 1 des Abtastkopfes sitzt am Ende eines rohrförmigen Trägers 21, durch welchen elektrische Verbindungsleitungen zu dem Trübe-Meßinstrument 22 führen. Der rohrförmige Träger 21 ist scharnierartig an einem Halteteil 23 befestigt, weiches sich oberhalb einer Flüssigkeit befindet, so daß der Träger um eine horizontale Achse geschwenkt werden kann, um voll in die zu überwachende Flüssigkeit einzutauchen, wie gezeigt, bzw. herausgehoben werden, wie strichpunktiert dargestellt. Die Schraubspindel 13 erstreckt sich axial durch den rohrförmigen Träger 21 und ist mit einem reversierbaren Motor innerhalb der Einheit 22 verbunden.

Fig.6 zeigt eine alternative Ausführungsform des Abtastkopfes gemäß Erfindung. Eine Lichtquellenbaueinheit 2 ist zentral angeordnet und wird von zwei Detektorbaueinheiten 3a, 3b unter Wahrung jeweils eines Proberaums 10a, 106 flankiert. Die Probenräume 10a, 106 haben unterschiedliche Abmessungen, so daß eine Vergleichsmessung ausgeführt werden kann, wenn Flüssigkeit durch diese Zwischenräume strömt

Ein Probekana! 24 weist eine Aussparung auf, in welche das Gehäuse 1 abdichtend eingefügt ist. Wie im ersten Ausführungsbeispiel sind in dem Gehäuse 1 die Umschließungswände der Baueinheiten 2, 3a, 3b geführt, die an einem gemeinsamen verschiebbaren Träger 25 befestigt sind. Der Träger 25 kann mittels eines Kurbeltriebes verschoben werden, der zwei Kröpfungen 26 an einer Kurbelwelle 27 und zwei Pleuel 28 aufweist, und mittels eines Elektromotors 29 angetrieben werden kann. Dabei bewegen sich die Baueinheiten 2, 3a, 3b relativ zum Gehäuse 1 hin und her und die Abtastkopfe werden automatisch gereinigt

In der (rückgezogenen) Ruhestellung der Baueinheiten 2, 3a, 3b fluchtet die Lichtquelle zu den Detektoren entlang zweier Kalibrier- oder Eich-Zwischenräume 18a. 186. die innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet sind. Auch diesmal werden die äußeren Oberflächen der Umschließungswände und damit der Fenster durch jeweilige Wischeinrichtungen 14, 15a, t5b gereinigt, die als Dichtringe in entsprechenden Nuten des Gehäuses 1 sitzen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für photometrische Messungen mit den Merkmalen:

a) einer Lichtquelle (4), die Licht in eine zu messende Probe strahlt und in einer Lichtquellenbaueinheit (2) aufgenommen ist;

b) mindestens einem Detektor (5), der das von der Probe veränderte Licht empfängt und in einer Detektorbaueinheit (3) aufgenommen ist;

c) einem Abtastkopf, der der Probe ausgesetzt werden kann und ein Gehäuse (1) aufweist, das

a) und b) gemeinsam aufnimmt;

d) den Baueinheiten (2,3) nach a) und b) zugeordnete Fenster (8,9);

e) einer mechanischen Wischeinrichtung (14, 15, 15a, 156) zum Reinigen der Fenster (8,9),

gekennzeichnet durch die Merkmale:

f) einen Antrieb (13; 26-29) zur Bewegung der Baueinheiten (2, 3) nach a) und b) zwischen einer Ruhestellung innerhalb des Gehäuses (1) und einer Meßstellung außerhalb;

mit dem Gehäuse (1) fest verbundenen Wischeinrichtung (14, 15,15a, 15b) die bei der Bewegung nach f) zu Reinigungszwecken über die Oberfläche der Fenster (8,9) streichen.

g)